МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» ІНСТИТУТ КОМП’ЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ, АВТОМАТИКИ ТА МЕТРОЛОГІЇ Кафедра „Автоматика і телемеханіка” КУРСОВИЙ ПРОЕКТ З навчальної дисципліни “Електроніки та мікросхемотехніки” ГЕНЕРАТОР ГАРМОНІЧНИХ КОЛИВАНЬ Зміст Завдання................................................................................................................3 Вступ, аналіз вирішення аналогічних задач.....................................................4 Структурна схема основних вузлів.....................................................................5 Розрахунок принципової схеми. Вибір елементної бази..................................5 Конструкторсько-технологічна частина.............................................................19 Література..............................................................................................................22 Завдання







Вступ Генератори синусоїдних коливань широко застосовуються зокрема у вимірювальний техніці. Історія розвитку електронних генераторів гармонійних коливань бере свій початок ще із виникнення самої радіоелектроніки. Практична побудова генераторів базувалась на математично описаній теорії нелінійних коливань зокрема Б. Ван-дер-Поля, Н.Д. Паполексі, А.А. Андропова, А.А Вітта та ін. В цих роботах дано всесторонній теоретичний аналіз коливних систем. Методи розроблялися для автоколивних систем, в яких гармонічний цикл коливань визначається видом нелінійного безінерційного або інерційного елементів, а частоти коливань аналізуючого процесу вважаються незмінними. Предсавником цього виду є RC-генератори. Із розвитком елементної бази були створені різні схемні вирішення побудови таких генераторів, але принцип стабілізації граничного циклу в генераторах, що базується на використанні нелінійних властивостей елементів різної фізичної природи. Стабілльність амплітуди таких генераторів залишається в межах (1 – 3)% при коефіцієнті нелінійних спотворень (0,5 – 2)%. Багато областей науки потребують джерел гармонічних сигналів із стабільністю амплітуди (0,01 – 0.1)% при нелінійних спотвореннях (0,005 – 0,05)%. Такі джерела потрібні при спектральних методах досліджень прецезійних радіоелементів, а також при перевірці цифрових вимірювальних приладів та ін. Високі вимоги ставлять не тільки до статичних параметрів, а також і до динамічних характеристик генераторів. Вирішення цих питань досягають за допомогою побудови генераторів з системами автоматичної стабілізації амплітуди і частоти вихідного сигналу. Використання ідей теорії управління дозволило суттєво поліпшити метрологічні характеристики генераторів. Завданням є побудова генератора гармонічних коливань низькочастотного звукового діапазону. Класичною схемною реалізацією побудови генератора гармонічних коливань є індуктивно-ємнісні (LC) генератори. Але кращою реалізацією генераторів гармонічних коливань, особливо низькочастотного (звукового діапазону) є побудова резистивно-ємнісних (RC) генераторів. Це зумовлено тим, що на низьких частотах індуктивні елементи мають дуже велику масу і габарити, потребують застосування феромагнетиків, при цьому зменшується стабільність. Діапазон застосування RC-генераторів дуже широкий, діапазон частот – від часток Гц до сотень кГц і навіть МГц. При цьому стабільність частоти і форма кривої досягає часток відсотка, а із застосуванням операційних підсилювачів ці параметри ще більше покращуються. Структурна схема основних вузлів
Оскільки діапазон частот заданого RC-генератора є досить широким, то його потрібно розбити на окремі піддіапазони. Використовуючи схему Віна, можемо спростити засоби регулювання частоти використавши здвоєний потенціометр. Для забезпечення стабільності частоти і форми кривої задаючого генератора до десятих і сотих часток відсотка вибираємо операційний підсилювач типу КР140УД7 із великим коефіцієнтом підсилення. Для забезпечення стабільності вихідної напруги – в коло генератора потрібно...